トルクコンバーターって一体ナニ?必要性や仕組みを分かりやすく解説

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この記事は、
2020/9/7に更新されました。

合言葉は「Let’s share fun&Useful‼」
こと、リンネコです!
今回の記事は、
以下のような、悩みを抱えている方へ
向けて記載してみました。

モヤモヤを解消するには | SNMCのブログ

車のトルクコンバーター」について、
詳しくなりたいと思っている方へ。


例えば👇👇👇のような悩みをお持ちの方
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少し古めのオートマのスポーツカー車に乗っているが、
最近、発進時の加速が悪くて困っている。
とりあえず、知り合いの車屋に相談してみたところ、
「トルクコンバーター(トルコン)」が
故障しているかもとのこと。
スポーツカーに乗っているだけあって、
車の知識には、多少自信があったけど、
「トルコン」については、ほとんど知識がなかった。
車屋に持っていくのもアリだけど、
その前に、自分で「トルコン」について、
ある程度、理解したいと思ったから、
いろいろ調べているんだけど、予想外に難しくて困っている…(;´・ω・)
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トルクコンバータは、
発進時のトルク(タイヤを回す力)を増加させる
という重要な役割を持った部品です。
そのため、トルコンの調子が悪くなると、
発進時の加速が悪くなる可能性があるのは正しいです。


トルコンが壊れた場合は、
最悪、発進できなくなることもあり、非常に危険です。
そのため、トルコンの知識をある程度持っておき、
事前に対策をできるようにすることが重要です。



ここでは、
・トルコンの必要性
・トルコンの構造と仕組み
・トルコンのメリット
・デメリット
・トルコンの故障原因と対策費用
の項目を通じて、
「トルコン」について総合的に解説していますので、
「トルコン」についてマスターできるように

なると思います(`・ω・´)b

この記事は、車の開発をしている企業
(日々、エンジン単体の性能評価や
車をテストコースで走らせたりして、
楽しみつつ仕事をしております)で働いている、
車について詳しい私が書いています。


車の知識がほとんどない初心車の方でも
理解できるように、
「図を多めに」・「論理的に」解説しますね(*’▽’)
みなさんが読み終わったころに、
「完璧に理解できた!」
と言えるようにがんばりますので、
これからもよろしくお願いします(*’ω’*)

■トルクコンバーターって一体ナニ??必要性や仕組みを徹底解説!


 ■トルクコンバーターって何者?

トルクコンバータ(通称:トルコン)は、
発進時のトルク(タイヤを回す力)を増加させる
部品です。実物は、図1のようなドーナツみたいな物になります(笑)

図1.トルクコンバータ



ちなみに、トルコンは、エンジンとタイヤの間にある、
トランスミッションの中にあります(図2)。

図2.トルコンの位置(AT)
引用元:『wikipedia
引用元:『ベストカー

 ■トルクコンバーターのトルク増加はなぜ必要なのか?

理由は、下記のふたつになります。
①発進する(回転数が低い)ときは、エンジンのトルクが小さいため
②発進するときは、転がり抵抗が大きいため

それぞれ、解説していきますね(‘ω’)


理由①:発進する(回転数が低い)ときは、エンジンのトルクが小さいため
図3は、N-BOX(図4)のエンジン特性です。
 図3のように、発進時は、トルクが小さいことが分かります。
 これは、ガソリンエンジン特有の弱点になります。

 そのため、トルコンを使って、
 発進時のトルクを増加させる必要があるのです。

 

 もう少し補足すると、
 エンジン排気量(○○ccとか○○L)が小さい程、
 発進時のトルクが小さくなるため、不利になる傾向があります。



 例えば、

 「排気量660㏄のHonda N-BOX(図3)」
 
 「排気量2000㏄のマツダCX-5(図4)」
 の1000rpmのトルクを比較すると、
 CX-5のトルクが、約2.6倍であることがわかりますね。



 もしトルコンが存在しなかったら、
 エンジンの排気量を増やすしかなくなるため、
 軽自動車などは、存在できるなくなる可能性もあるのです。
 

図3.Honda N-BOXのエンジン性能曲線
出展元
図4.マツダ SKYACTIV-G 2.0 エンジン性能曲線
出展元



理由②:発進するときは、転がり抵抗が大きいため
→転がり抵抗というのは、タイヤと路面の摩擦によって、

 発生する抵抗(摩擦力)です。
 この摩擦力ですが、厄介なことに、動き出す前が一番大きいんです💦


 一見、難しそうですが、

 実は、「台車で物を運ぶとき」に身体で経験をしているんです。
 台車が動き出したら、動き出す前よりも押す力を弱くしても、
 そのまま動きますよね?

 車にも、これと同じ現象が起きるのです。


 図7のように、人が物を押して運ぶときをイメージしましょう。
 (少しだけ、「物理」の話も出てきますが、中学生レベルなので、
 なんとかなるはずです)


 まず、物を適当な力で押し始めますが、動きません。
 これは、「静止摩擦力」という、物と地面の摩擦によって、
 生じる力が、物を押す力と反対方向に働くからですね。



 さらに、押す力を大きくしていくと、
 なんとなく動きそうな気配がしてくると思います。
 これは、摩擦力が最大に近づいてきている証拠です。



 最終的に、押す力>最大摩擦力(台車が動きだす直前の摩擦力)
 となって、台車が動き出します。



 そして、動き出した後は、
 「動摩擦力」という摩擦力が働くのですが、
 不思議なことに(現代でも正確な理由が分かっていません)、
 「静止摩擦力」>「動摩擦力」
 となるため、
 台車が動き出した後の方が、
 押す力が弱くてもOKとなるのです。

  
 
 

図5.摩擦力のイメージ


 
みなさん、「トルクコンバーターの必要性」について、
少しイメージが付きましたでしょうか?(‘ω’)
次は、トルクコンバーターで、

どうやってトルクを大きくさせているのかを、
構造と仕組みに沿って説明していきますね(*’▽’)


 ■トルクコンバーターの構造

まずは、構造から、説明しますね(‘ω’)
トルクを大きくするのに必要な部品は、
「タービンライナー(タービン)」

「ステータ」
「ポンプインペラ(インペラ)」

の3つです(図6,7)。



また、図10のように、トルクコンバータ内は、
「ATF※」というオイルで満たされています。

※オートマチックトランスミッションフルード


ここで重要なのは、4つで、
①トルクコンバータ内は、ATFというオイルで満たされている
②エンジンの回転は、インペラだけに伝わる※
③ステータという部品が、ATFの流れる方向を変える

④タービンの回転が、トランスミッションを回転させる
※絵だとわかりにくいですが、
 エンジンとタービンは、繋がっていません

図6.トルクコンバータのイメージ①
出典 『最新版 自動車用語辞典』(株式会社精文館)


図7.トルクコンバータのイメージ②


図10.トルクコンバータとATF



トルクコンバータの構造が、理解できたところで
次は、どのようにして、トルクを大きくしているのかを解説しますね(^o^)

 ■トルクコンバーターの仕組み

さてさて、いよいよお待ちかねの、
トルクが大きくなる仕組みの解説ですね(*’▽’)
かなりややこしい部分なので、
理解できるまで、読み直してみて下さい(`・ω・´)b


★トルクが大きくなる流れ
 (図11~14と動画①も一緒に参照ください)
①エンジンの回転がインペラに伝わって、インペラが回りだす


②インペラの回転によって、ATFがタービンの方向に流れ出す


③ATFによって、タービンが回転する


④タービンの回転によって、ATFがステータに流れる


⑤ATFがステータで向きを変えて、

 ATFがインペラに流れ、インペラの回転速度が上がる

⑥インペラの回転が上がったため、
 より多くのATFがタービンに流れて、
 タービン回転数が上がる(トルク増幅作用)

図11.トルク増幅イメージ①
図12.トルク増幅イメージ②
図13.トルク増幅イメージ③
図14.トルク増幅イメージ④
トルクコンバータの仕組み
動画①:トルク増幅イメージ


みなさんいかがですか?
なんとなくでも、

トルク増幅の仕組みが分かりましたでしょうか?(^^ゞ
ここは、イメージがしづらい部分なので、
なかなか理解しにくいと思います(;’∀’)
動画などを活用して、まずは、
ATFがどう流れるのかを理解するといいかもしれませんね。


参考に、トルコンの特性(図15)も簡単に解説します。
ここで重要なのは、
「速度比」「トルク比」「伝達効率」です。



速度比が上がると、トルク比が低下し、
速度比≧0.8で、トルク比≦1になります。
(トルク比>1がトルク増幅中を表します)



また、すべての速度比で、
伝達効率<100になっているという点も重要です。
これは、エンジンの力が、トルコンによって、
少し減ってしまうことを意味しています。
そのため、
トルク比≦1になると、
トルコンのメリットは失われることを意味します。

図15.トルコンの特性イメージ
出展元

 ■トルクコンバーターのメリット・デメリット

トルコンは、とてもすごい部品であることが分かりましたね(‘ω’)
しかし、そんな優秀なトルコンにも、デメリットがあります。
ここでは、トルコンのメリットとデメリットについて解説しますね。


まずは、メリットからいきましょう(*’▽’)
・メリット①:燃費が良くなる
 ⇒トルコンでトルク増幅されられるため、
  ガソリンの使用量を少なくできる。
  (トルクを出したいときは、

  ガソリンを多めに使用するのが一般的です)


・メリット②:エンジンの設計がしやすくなる

 ⇒トルコンでトルクを増幅されられるため、
  軽自動車のような、小排気量のエンジンでも
  十分なトルクを得ることができる。



次は、デメリットです(; ・`д・´)
・デメリット①:伝達効率が悪くなる
 ⇒これは、トルコンの特性(図15)で解説した内容ですね。
  確かに、エンジンで発生させた力を、

 トルコンで減らしてしまうのは、あまりよろしくありません(;’∀’)


 ですが、このデメリットを改善する方法は既に存在しています。
 それは、「ロックアップ機構」というものになります(動画①の3:20~解説有)。
 これは、エンジンとタービンを機械的に直結させるもので、
 これにより、伝達効率のロスがなくなるという仕組みです。

 トルク比≦1になったら、ロックアップするのが効果的ですね(*’ω’*)


・デメリット②:車が重くなる
 ⇒トルコンを採用する分だけ、当然、車が重くなってしまいます。
  しかし、トルコンのトルク増幅で、十分にカバーできるため、

  そこまで気にする必要はありません。


いかがでしたでしょうか?
ここまで読んで頂いた方は、
「トルクコンバータ」について、

かなり理解できたのではないでしょうか?(o^―^o)


最後に、トルコンの故障原因と交換費用について解説して、
今回は終了としようと思います。
あと少し、お付き合いください(*’ω’*)

■トルコンの故障原因と交換費用

 ■よくある故障の原因と症状

下記が、よくある故障の原因です(;´・ω・)
・ATFを一度も交換せずに何万キロも走った
・ATFが漏れていて量が少なくなり焼きついた
・間違ってATFではない他のオイルを入れてしまった
・ATFの冷却が追いつかなくなりATFの温度が上がりすぎて焼きついた
・オートマのオイル交換時等にゴミが入ってしまった



また、下記のような症状が現れることがあります。
・発進がしづらくなる
・急な坂道での発進ができなくなる
・燃費が低下

上記3つは、ここまでで学んだ、トルク増幅に起因しており、
いかにトルコンが重要な部品であるかが分かりますね💦


もし、自分または友達の車で、
上記に当てはまる場合は、
至急、ディーラーなどに持っていくことをお勧めします((+_+))

 ■トルコンの交換費用

トルコンは、精密な部品であるため、
故障したとなると、基本的に交換となることが多いです。


工賃込みとなると、交換費用は、
およそ7~10万程度となります。
トルコンの交換はミッションを
分解する作業が必要となり時間や手間がかかるので、
その分工賃が高くなる傾向があります(;´・ω・)


トルコンが故障していると、
ATの方にも異常がある可能性も考えられます。
そのため、ATに関連する部品などを合わせて交換する場合は、
20万円を超えることもあります💦

 ■高額な修理費用への対処方法

修理費用を考えると今の車を乗り続けるのか、
それとも乗り換えや廃車を考えるべきなのか迷いますよね(^-^;
中古車であれば、出来るだけ年式が高く、低走行車の方が、
査定額が期待できます。

しかし、トルコンが故障するほどになると、年式が低い車であったり、
走行距離が多い車であることが多いと思います。


仮に、値が付かず、廃車をするとなった場合には、
中古車販売業者やディーラーでは
手数料や諸費用が思った以上にかかるという場合が多いため、
売ってしまって乗り換えた方がお得になる
というケースも多いのです。

もし、あなたの車のトルコンが故障していて、
多額の修理費用が掛かるのであれば、
多額の廃車費用がかかってしまう業者に依頼するのではなく、
廃車買取が得意な
カーネクストで査定するのがおすすめです


廃車処分にかかるレッカー費用は無料です!
トルコンの修理のために高い費用を払うのであれば、
どんな車でも買取してくれるカーネクストで
査定をしてみるのをおすすめします。

事故車、故障車も全て高価買取!カーネクスト


■まとめ

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みなさん、いかがでしたでしょうか?
ここまで読んで下さった方は、
もう、「トルクコンバータ」についてマスターできたはずです😊


これからも、みなさんのカーライフを含めた生活を、
より良いよくするために、私も記事の更新を頑張りますので、
また遊びにきてくださいね(*’ω’*)



最後まで読んでいただき、本当にありがとうございました!
また別の記事でお会いしましょう!


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